Адзін. Асноўнае паняцце віаса

Via з’яўляецца адным з важных кампанентаў шматслаёвая друкаваная плата, і кошт свідравання звычайна складае ад 30% да 40% ад кошту вытворчасці друкаванай платы. Прасцей кажучы, кожнае адтуліну на друкаванай плаце можна назваць прахадным.

З пункту гледжання функцыі, прахадныя адтуліны можна падзяліць на дзве катэгорыі: адна выкарыстоўваецца для электрычных злучэнняў паміж пластамі; другі выкарыстоўваецца для фіксацыі або пазіцыянавання прылад.

З пункту гледжання працэсу, гэтыя прахадныя адтуліны, як правіла, дзеляцца на тры катэгорыі, а менавіта глухія, заглубленыя і скразныя. Глухія адтуліны размешчаны на верхняй і ніжняй паверхнях друкаванай платы і маюць пэўную глыбіню. Яны выкарыстоўваюцца для злучэння лініі паверхні і ніжняй унутранай лініі. Глыбіня адтуліны звычайна не перавышае пэўнага каэфіцыента (адтуліны). Закапаная адтуліна адносіцца да адтуліны для злучэння, размешчанай ва ўнутраным пласце друкаванай платы, якая не распаўсюджваецца на паверхню друкаванай платы. Вышэйзгаданыя два тыпу адтулін размешчаны ва ўнутраным пласце друкаванай платы і завяршаюцца працэсам фармавання скразных адтулін перад ламініраваннем, і некалькі ўнутраных слаёў могуць перакрывацца падчас фарміравання адтуліны. Трэці тып называецца скразным адтулінай, якое пранікае праз усю друкаваную плату і можа выкарыстоўвацца для ўнутранага злучэння або ў якасці адтуліны для мацавання кампанентаў. Паколькі скразное адтуліну лягчэй рэалізаваць у працэсе, а кошт ніжэй, большасць друкаваных поплаткаў выкарыстоўваюць яго замест двух іншых тыпаў праходных адтулін. Наступныя праходныя адтуліны, калі не пазначана іншае, лічацца праходнымі адтулінамі.

З пункту гледжання дызайну, адтуліну ў асноўным складаецца з дзвюх частак, адна – гэта свідраванне пасярэдзіне, а другая – вобласць пляцоўкі вакол свідравага адтуліны. Памер гэтых двух частак вызначае памер адтуліны. Відавочна, што ў канструкцыі друкаванай платы з высокай хуткасцю і высокай шчыльнасцю дызайнеры заўсёды спадзяюцца, што чым менш праходнае адтуліну, тым лепш, так што больш месца для праводкі можна пакінуць на плаце. Акрамя таго, чым менш праходнае адтуліну, тым паразітарная ёмістасць сама па сабе. Чым ён меншы, тым больш падыходзіць для хуткасных схем. Аднак памяншэнне памеру адтуліны таксама прыводзіць да павелічэння кошту, і памер адтуліны нельга памяншаць бясконца. Гэта абмежавана тэхналогіямі працэсу, такімі як свідраванне і пакрыццё: чым менш адтуліну, тым свердзел Чым даўжэй займае адтуліну, тым лягчэй адхіліцца ад цэнтральнага становішча; і калі глыбіня адтуліны ў 6 разоў перавышае дыяметр прасвідраванай адтуліны, нельга гарантаваць, што сценка адтуліны можа быць раўнамерна пакрыта меддзю. Напрыклад, таўшчыня (глыбіня адтуліны) звычайнай 6-слаёвай друкаванай платы складае каля 50 міл, таму мінімальны дыяметр свідравання, які могуць забяспечыць вытворцы друкаваных плат, можа дасягаць толькі 8 міл.

Па-другое, паразітная ёмістасць адводу

Сам праход мае паразітную ёмістасць да зямлі. Калі вядома, што дыяметр ізаляцыйнага адтуліны на грунтавым пласце адтуліны роўны D2, дыяметр пракладкі адводу роўны D1, таўшчыня платы друкаванай платы роўная T, а дыэлектрычная пранікальнасць падкладкі для платы роўная ε, памер паразітнай ёмістасці пераходу прыкладна: C=1.41εTD1/(D2-D1) Паразітная ёмістасць пераходу прывядзе да таго, што схема падаўжае час нарастання сігналу і зніжае хуткасць ланцуга. Напрыклад, для друкаванай платы таўшчынёй 50 міл, калі выкарыстоўваецца адвод з унутраным дыяметрам 10 міл і дыяметр пляцоўкі 20 міл, а адлегласць паміж пляцоўкай і заземленай меднай зонай складае 32 міл, то мы можам наблізіць адрэзак з дапамогай прыведзенай вышэй формулы Паразітная ёмістасць складае прыкладна: C = 1.41 × 4.4 × 0.050 × 0.020 / (0.032-0.020) = 0.517 пФ, змяненне часу нарастання, выкліканае гэтай часткай ёмістасці, складае: T10-90 = 2.2 C (Z0 /2)=2.2×0.517x(55/2)=31.28пс. З гэтых значэнняў відаць, што, хоць эфект затрымкі нарастання, выкліканага паразітнай ёмістасцю аднаго адрэзка, не відавочны, калі праход выкарыстоўваецца некалькі разоў у трасе для пераключэння паміж пластамі, дызайнеру ўсё роўна варта ўлічваць асцярожна.

Па-трэцяе, паразітная індуктыўнасць адводу

Сапраўды гэтак жа ёсць паразітарная індуктыўнасць разам з паразітнай ёмістасцю адводаў. Пры распрацоўцы высакахуткасных лічбавых схем шкода, прычыненая паразітнай індуктыўнасцю прахадных праходаў, часта перавышае ўздзеянне паразітнай ёмістасці. Яго паразітная паслядоўная індуктыўнасць аслабіць ўклад байпаснага кандэнсатара і аслабіць эфект фільтрацыі ўсёй энергетычнай сістэмы. Мы можам проста вылічыць прыблізную паразітарную індуктыўнасць адводу па наступнай формуле: L=5.08h[ln(4h/d)+1], дзе L адносіцца да індуктыўнасці адводу, h – гэта даўжыня адводу, а d гэта цэнтр Дыяметр адтуліны. З формулы відаць, што дыяметр адводу аказвае невялікі ўплыў на індуктыўнасць, а даўжыня адтуліны — найбольшы ўплыў на індуктыўнасць. Яшчэ выкарыстоўваючы прыведзены вышэй прыклад, індуктыўнасць адводу можна вылічыць як: L=5.08×0.050 [ln(4×0.050/0.010)+1]=1.015nH. Калі час нарастання сігналу складае 1 нс, то яго эквівалентны імпеданс роўны: XL=πL/T10-90=3.19Ω. Такі імпеданс больш нельга ігнараваць, калі праходзяць высокачашчынныя токі. Асаблівую ўвагу трэба звярнуць на тое, што абыходны кандэнсатар павінен праходзіць праз два адцення пры злучэнні плоскасці харчавання і зазямлення, так што паразітная індуктыўнасць пераходаў будзе павялічвацца ў геаметрычнай прагрэсіі.

Па-чацвёртае, праз дызайн высакахуткаснай друкаванай платы

З дапамогай прыведзенага вышэй аналізу паразітарных характарыстык пераходных адводаў мы можам заўважыць, што ў канструкцыі высакахуткасных друкаваных плат простыя, здавалася б, простыя пераходныя адтуліны часта прыносяць вялікі негатыўны ўплыў на дызайн схемы. Для таго, каб паменшыць неспрыяльныя наступствы, выкліканыя паразітарным уздзеяннем шлюзаў, у канструкцыі можна зрабіць наступнае:

1. З пункту гледжання кошту і якасці сігналу, абярыце разумны памер праз. Напрыклад, для канструкцыі друкаванай платы модуля памяці 6-10 слаёў лепш выкарыстоўваць адходы 10/20Mil (прасвідраваныя/пракладкі). Для некаторых дошак малога памеру высокай шчыльнасці вы таксама можаце паспрабаваць выкарыстоўваць 8/18Mil. дзірка. У цяперашніх тэхнічных умовах цяжка выкарыстоўваць меншыя прахадныя адтуліны. Для пераходу харчавання або зазямлення вы можаце выкарыстоўваць большы памер, каб паменшыць імпеданс.

2. Дзве формулы, разгледжаныя вышэй, можна зрабіць выснову, што выкарыстанне больш тонкай друкаванай платы спрыяе памяншэнню двух паразітных параметраў адводу.

3. Паспрабуйце не змяняць пласты слядоў сігналу на плаце друкаванай платы, гэта значыць старайцеся не выкарыстоўваць непатрэбныя праходныя адтуліны.

4. Штыры харчавання і зазямлення павінны быць прасвідраваны побач, а адвод паміж адводам і штыфтам павінен быць як мага карацей, таму што яны павялічваюць індуктыўнасць. У той жа час правады сілкавання і зазямлення павінны быць як мага тоўшчы, каб паменшыць імпеданс.

5. Размясціце некалькі заземленых прахадных адводаў побач з адводамі сігнальнага пласта, каб забяспечыць бліжэйшы шлейф для сігналу. Можна нават размясціць вялікую колькасць лішніх зазямляльных адводаў на плаце друкаванай платы. Вядома, дызайн павінен быць гнуткім. Мадэль праходжання, пра якую гаварылася раней, – гэта выпадак, калі на кожным пласце ёсць пракладкі. Часам мы можам паменшыць або нават выдаліць падушачкі некаторых слаёў. Асабліва, калі шчыльнасць праходных праходаў вельмі высокая, гэта можа прывесці да адукацыі разрыву пазы, якая аддзяляе пятлю ў медным пласце. Каб вырашыць гэтую праблему, у дадатак да перамяшчэння становішча адтуліны мы можам таксама разгледзець пытанне аб размяшчэнні адтуліны на медным пласце. Памер пракладкі памяншаецца.